CN109937695A - 一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置及低损收获控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置及低损收获控制方法，主要包括扶禾器、喂入量检测传感器、控制器、间距调节装置、夹持输送装置；扶禾器除了对绿叶菜进行扶禾外，还用于固定安装喂入量检测传感器；喂入量检测距传感器对称安装在扶禾器前端，用于检测绿叶菜的喂入量大小；控制器用于接收喂入量检测传感器的输入信号，计算出喂入量，根据喂入量控制间距调节装置；所述的间距调节装置用于调节夹持输送装置中夹持间距的大小。本发明可以实时检测喂入量的大小，根据喂入量大小实时调节夹持间距，大大降低绿叶菜夹持输送过程造成的损伤。

Description

一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置及低损收获 控制方法

技术领域

本发明属于农业机械化领域，涉及一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置及低损收获控制方法，完成喂入量的实时检测，并根据喂入量实现对控制参数的调节。

技术背景

我国绿叶菜收获基本靠人工来完成，机械化水平较低，费时费力，导致生产效益下降，因此需要大力提高机械化收获水平。由于绿叶菜茎叶鲜嫩易损伤，所以在机械收获过程易造成绿叶菜的机械损伤。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利“一种绿叶菜整株连续采收装置及采收方法”专利申请号：201510924799.8，提供了一种绿叶菜收获机械，但其存在的问题为：绿叶菜在收获过程中无法实时检测喂入量的多少，不能根据喂入量的多少来实时调节夹持间距，易对绿叶菜植株产生夹持损伤。

发明内容

本发明针对以上绿叶菜收获机存在的不足，提供了一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置及低损收获控制方法，完成喂入量的实时检测，并根据喂入量实现对控制参数的确认，能较好降低收获过程机器对绿叶菜的夹持损伤。

一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置，采用如下技术方案：包括机架、扶禾器、喂入量检测传感器、控制器、间距调节装置、夹持输送装置。所述的机架用于支撑和固定其他装置；所述的扶禾器除了对绿叶菜进行扶禾外，还用于固定安装喂入量检测传感器；所述的喂入量检测传感器用于检测绿叶菜喂入量大小；所述的夹持输送装置用于夹持拔取绿叶菜并对其进行输送；所述的控制器用于接收喂入量检测传感器的输入信号，计算出喂入量，根据喂入量控制间距调节装置；所述的间距调节装置用于调节夹持输送装置中夹持间距的大小。

所述的扶禾器为锥状中空结构，安装在夹持输送装置的最前端，左右侧各一个；其前端内侧对称开设两个安装孔，用于安装喂入量检测传感器；

所述的喂入量检测传感器采用对射的方式，可以选用红外线、超声波和激光等形式，一侧作为发射端，另一侧作为接收端，对称安装在扶禾器前端的安装孔中，在喂入量检测传感器发射端和接收端之间没有绿叶菜茎叶遮挡的情况下，发射端发出的信号能被接收端接收喂入量检测传感器接收端输出高电平，否则输出低电平，随着收获机的前进，喂入量检测传感器接收端输出方波信号；

所述的控制器固定在机架上，与喂入量检测传感器进行连接，并控制间距调节机构；

所述的间距调节机构可以采用电机、液压推杆等执行器，与夹持输送装置相连，接收控制器的控制信号，用来调节夹持间距；

所述的夹持输送装置包括驱动电机、驱动轮、夹持带、浮动夹持轮、张紧轮、机架，采用对称夹持的结构；驱动电机与驱动轮相连接，为驱动轮提供动力；驱动轮共有两个，通过两个驱动轮的相向转动，带动夹持带运动；夹持带共有两条，连接驱动轮、浮动夹持轮和张紧轮，为浮动夹持轮提供动力，同时完成夹持输送绿叶菜；张紧轮用于动力的传递以及张紧夹持带；浮动夹持轮共有前后两对，通过弹簧与机架连接，可以实现浮动夹持并输送绿叶菜；机架用于固定安装驱动电机、驱动轮、张紧轮、浮动夹持轮；

所述的控制器根据喂入量检测传感器的信号计算出喂入量的大小，根据喂入量的大小控制间距调节结构，通过调节其行程来改变夹持输送装置中的夹持轮之间的夹持间距。

本发明中的低损收获控制方法按照以下步骤进行控制：

(1)喂入量检测：在收获机前进过程中，随着位于扶禾器之间的绿叶菜生长状况的不同，经过喂入量检测传感器的检测，在相同时间间隔内会获得不同数量的方波信号，经过传输线路到达控制器，计算出喂入量；

喂入量的大小满足以下关系式：

其中，Q为绿叶菜喂入量；T为时间；N为T时间内采集方波数量；

(2)控制参数决策：对间距调节装置控制采用4级间距控制形式，喂入量和调节行程值之间的关系通过绿叶菜的力学特性试验求得；根据喂入量的大小设定边界喂入量Q₁、Q₂、Q₃和调节行程值S₁、S₂、S₃、S₄，不同种类的绿叶菜边界喂入量大小不同；

(3)夹持间距调节：当Q≤Q₁，间距调节装置行程为S₁；当Q₁≤Q≤Q₂，间距调节装置行程为S₂；当Q₂≤Q≤Q₃，间距调节装置行程为S₃；当Q₃≤Q，间距调节装置行程为S₄，且不同种类的绿叶菜间距调节行程不同；

(4)循环过程：在机器的前进过程中不断重复上述步骤，最终夹持间距随着喂入量的不同而主动调节，可以实现低损伤收获。

本发明的有益效果是：

1、此装置测量原理简单，可以实现多种绿叶菜的喂入量检测。

2、收获过程可以根据喂入量的大小实时调节夹持间距，大大降低夹持输送过程对绿叶菜造成的损伤。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的喂入量检测控制模块原理图。

图中：1、喂入量检测传感器 2、扶禾器 3、张紧轮 4、浮动夹持轮 5、间距调节装置6、机架 7、驱动电机 8、驱动轮 9、夹持带 10、控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利进行进一步描述。如图1、2所示，本发明一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置采用如下技术方案：包括喂入量检测传感器1、扶禾器2、控制器10、间距调节装置5、机架6、夹持输送装置。所述的扶禾器2除了对绿叶菜进行扶禾外，还用于固定安装喂入量检测传感器1；所述的喂入量检测传感器1用于检测绿叶菜喂入量大小；所述的夹持输送装置用于夹持拔取绿叶菜并对其进行输送；所述的控制器10用于接收喂入量检测传感器1的输入信号，计算出喂入量，根据喂入量控制间距调节装置5；所述的机架5用于支撑和固定其他装置；所述的间距调节装置5用于调节夹持输送装置中夹持间距的大小。

所述的扶禾器2为锥状中空结构，安装在夹持输送装置的最前端，左右侧各一个；其前端内侧对称开设两个安装孔，用于安装喂入量检测传感器1；

所述的喂入量检测传感器1采用对射的形式，可以选用红外线传感器、超声波传感器或激光传感器等形式，一侧作为发射端，另一侧作为接收端，对称安装在扶禾器2前端的安装孔中，在喂入量检测传感器1发射端和接收端之间没有绿叶菜茎叶遮挡的情况下，发射端发出的信号能被接收端接收喂入量检测传感器1接收端输出高电平，否则输出低电平，随着收获机的前进，喂入量检测传感器1接收端输出方波信号；

所述的控制器10固定在机架6上，与喂入量检测传感器1进行连接，根据喂入量检测传感器1的信号计算出喂入量的大小，并控制间距调节机构5；

所述的间距调节机构5可以采用电机、液压推杆等执行器，与夹持输送装置相连，接收控制器10的控制信号，通过调节其行程来改变夹持输送装置的夹持间距；

所述的夹持输送装置包括驱动电机7、驱动轮8、夹持带9、浮动夹持轮4、张紧轮3、机架6，采用对称夹持的结构；驱动电机7与驱动轮8相连接，为驱动轮8提供动力；驱动轮8共有两个，通过两个驱动轮8的相向转动，带动夹持带9运动；夹持带9共有两条，连接驱动8、浮动夹持轮4和张紧轮3，为浮动夹持轮4提供动力，同时完成夹持输送绿叶菜；张紧轮4用于动力的传递以及张紧夹持带9；浮动夹持轮4共有两对，通过相向转动，夹持拔取绿叶菜并对其进行输送；机架6用于固定安装驱动电机7、驱动轮8、张紧轮3、浮动夹持轮4。

本发明中的低损收获控制方法按照以下步骤进行控制：

(1)喂入量检测：在收获机前进过程中，随着位于扶禾器2之间的绿叶菜生长状况的不同，经过喂入量检测传感器1的检测，在相同时间间隔内会获得不同数量的方波信号，经过传输线路到达控制器10，计算出喂入量；

喂入量的大小满足以下关系式：

其中，Q为绿叶菜喂入量；T为时间；N为T时间内采集方波数量；

(2)控制参数决策：对间距调节装置控制采用4级间距控制形式，喂入量和调节行程值之间的关系通过绿叶菜的力学特性试验求得；根据喂入量的大小设定边界喂入量Q₁、Q₂、Q₃和调节行程值S₁、S₂、S₃、S₄，不同种类的绿叶菜边界喂入量大小不同；

(3)夹持间距调节：当Q≤Q₁，间距调节装置行程为S₁；当Q₁≤Q≤Q₂，间距调节装置行程为S₂；当Q₂≤Q≤Q₃，间距调节装置行程为S₃；当Q₃≤Q，间距调节装置行程为S₄，且不同种类的绿叶菜间距调节行程不同；

(4)循环过程：在机器的前进过程中不断重复上述步骤，最终夹持间距随着喂入量的不同而主动调节，可以实现低损伤收获。

Claims (3)

1.一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置，其特征在于：包括机架、扶禾器、喂入量检测传感器、控制器、间距调节装置、夹持输送装置；

所述的扶禾器为锥状中空结构，安装在夹持输送装置的最前端，左右侧各一个；其前端内侧对称开设两个安装孔，用于安装喂入量检测传感器；

所述的喂入量检测传感器采用对射的形式，一侧作为发射端，另一侧作为接收端；所述的喂入量检测传感器对称安装在扶禾器前端的安装孔中，在喂入量检测传感器发射端和接收端之间没有绿叶菜茎叶遮挡的情况下，发射端发出的信号能被接收端接收喂入量检测传感器接收端输出高电平，否则输出低电平，随着收获机的前进，喂入量检测传感器接收端输出方波信号；

所述的控制器固定在机架上，与喂入量检测传感器进行连接，根据喂入量检测传感器的信号计算出喂入量的大小，并控制间距调节机构；

所述的间距调节机构可以采用电机、液压推杆等执行器，与夹持输送装置相连，接收控制器的控制信号，通过调节其行程来改变夹持输送装置的夹持间距；

所述的夹持输送装置包括驱动电机、驱动轮、夹持带、浮动夹持轮、张紧轮、机架，采用对称夹持的结构；驱动电机与驱动轮相连接，为驱动轮提供动力；驱动轮共有两个，通过两个驱动轮的相向转动，带动夹持带运动；夹持带共有两条，连接驱动轮、浮动夹持轮和张紧轮，为浮动夹持轮提供动力，同时完成夹持输送绿叶菜；张紧轮用于动力的传递以及张紧夹持带；浮动夹持轮共有前后两对，通过弹簧与机架连接，可以实现浮动夹持并输送绿叶菜；机架用于固定安装驱动电机、驱动轮、张紧轮、浮动夹持轮。

2.如权利要求1所述的一种基于喂入量实时检测的绿叶菜夹持输送装置，其特征在于：所述的喂入量检测传感器为红外线传感器、超声波传感器或激光传感器。

3.利用权利要求1所述的绿叶菜夹持输送装置低损收获的控制方法，其特征在于，控制过程如下：

(1)喂入量检测：在收获机前进过程中，随着位于扶禾器之间的绿叶菜生长状况的不同，经过喂入量检测传感器的检测，在相同时间间隔内会获得不同数量的方波信号，经过传输线路到达控制器，计算出喂入量；

喂入量的大小满足以下关系式：

其中，Q为绿叶菜喂入量；T为时间；N为T时间内采集方波数量；

(2)控制参数决策：对间距调节装置控制采用4级间距控制形式，喂入量和调节行程值之间的关系通过绿叶菜的力学特性试验求得；根据喂入量的大小设定边界喂入量Q₁、Q₂、Q₃和调节行程值S₁、S₂、S₃、S₄，不同种类的绿叶菜边界喂入量大小不同；

(3)夹持间距调节：当Q≤Q₁，间距调节装置行程为S₁；当Q₁≤Q≤Q₂，间距调节装置行程为S₂；当Q₂≤Q≤Q₃，间距调节装置行程为S₃；当Q₃≤Q，间距调节装置行程为S₄，且不同种类的绿叶菜间距调节行程不同；

(4)循环过程：在机器的前进过程中不断重复上述步骤，最终夹持间距随着喂入量的不同而主动调节，可以实现低损伤收获。